熱軋樹脂錨桿鋼筋尺寸波動分析及改進(jìn)措施

秦 偉 匡祖國

(安陽鋼鐵股份有限公司)

熱軋樹脂錨桿鋼筋尺寸波動分析及改進(jìn)措施

秦 偉 匡祖國

(安陽鋼鐵股份有限公司)

針對安鋼300半連軋機(jī)組生產(chǎn)熱軋樹脂錨桿鋼筋外形尺寸出現(xiàn)持續(xù)波動現(xiàn)象，從加熱溫度、工藝參數(shù)設(shè)置、成品導(dǎo)衛(wèi)裝置、工藝基礎(chǔ)條件等方面進(jìn)行了系統(tǒng)分析，并提出了相應(yīng)改進(jìn)措施，最終取得明顯效果。該產(chǎn)品無論從外形尺寸精度，還是鋼筋平直度均得到了較大提高，同時錨桿鋼筋實(shí)際成材率也由改進(jìn)前95%提高到97% 。

錨桿鋼筋 尺寸波動 改進(jìn)措施

0 現(xiàn)狀

近年來，隨著煤炭、礦山工業(yè)的發(fā)展及安全管理的不斷加強(qiáng)，迫切需要價格低、質(zhì)量好、安全性能可靠的井下支護(hù)材料，熱軋樹脂錨桿鋼筋的需求量越來越大。由于該錨桿鋼筋表面無縱肋但帶有沿長度方向均勻分布的橫肋，鋼筋相對兩面上橫肋的方向一致，且相錯有一定距離。鋼筋橫肋外形為月牙橫肋，即：其外形兼有熱軋帶肋鋼筋及熱軋圓鋼的特點(diǎn)，既要求有一定高度的橫肋、橫肋間距、橫肋與軸線夾角及橫肋斜角，又要求無縱肋，且保證不圓度小于0.4 mm。因此，生產(chǎn)難度大。

從2008年起安鋼就開始對該錨桿鋼筋進(jìn)行產(chǎn)品開發(fā)和生產(chǎn)工藝研究，在錨桿鋼筋生產(chǎn)上積累了一定經(jīng)驗(yàn)。但隨著鋼鐵行業(yè)競爭的加劇，用戶對產(chǎn)品質(zhì)量要求也更加苛刻。

安鋼第一軋鋼廠300機(jī)組是一條半連續(xù)軋制生產(chǎn)線，機(jī)組工藝布置形式為：1×Φ500/7×Φ400/3×Φ320，其中1×Φ500為膠木瓦軋機(jī)，7×Φ400為連軋，3×Φ320軋機(jī)為橫列式布置，用圍盤相互連接，在錨桿鋼筋生產(chǎn)過程中尺寸波動大，特別是兩旁尺寸。例如：在生產(chǎn)規(guī)格為Φ20 mmMG335錨桿鋼筋時，與用戶的技術(shù)協(xié)議中要求錨桿鋼筋內(nèi)徑尺寸為20.1 mm ～20.5 mm，但實(shí)際生產(chǎn)中可能出現(xiàn)鋼筋中間段小于20 mm，而頭尾段大于21 mm，超出了要求的尺寸偏差范圍，造成機(jī)組成材率低，成本高，因此控制錨桿鋼筋的尺寸穩(wěn)定是急需解決的關(guān)鍵問題。

1 尺寸波動分析

軋鋼過程是一個復(fù)雜的動態(tài)過程，鋼筋的尺寸波動受多種因素共同影響，我們從以下幾個方面進(jìn)行了研究分析。

1.1 加熱溫度影響

軋制過程中，特別是軋制尺寸公差要求范圍小的錨桿鋼時，加熱溫度的波動導(dǎo)致軋件的延伸系數(shù)不同，因此在相同的軋制力下，軋件的壓下量不同，從而影響軋件尺寸的精度。比如成品尺寸就會由于溫度的不同，從而造成0.1 mm到0.2 mm的波動。同時由于終軋溫度的升高，氧化鐵皮的生成，使摩擦系數(shù)升高，從而寬展增大，而高溫階段由于氧化鐵皮開始溶化起潤滑作用，使摩擦系數(shù)降低，從而使寬展降低[1]。所以開軋溫度也必須控制在適當(dāng)范圍內(nèi)，否則會造成成品兩側(cè)的尺寸小于標(biāo)準(zhǔn)要求，造成廢品鋼筋的產(chǎn)生。安鋼300機(jī)組加熱爐為三段連續(xù)推鋼式加熱爐，加熱能力70 t/h，加熱制度控制不正確，容易造成黑水印鋼或是表面溫度高而中心溫度低的黑心鋼，所以在軋制錨桿鋼筋過程中，控制成品尺寸穩(wěn)定首先需要控制加熱溫度均勻。

1.2 工藝參數(shù)設(shè)置的影響

連軋過程中，存在張力軋制，張力的存在會明顯的對軋件尺寸產(chǎn)生影響。張力是連軋過程中秒流量差造成的，張力過大造成拉鋼軋制。拉鋼軋制的弊端就是軋件頭、中、尾尺寸不均勻[1]。錨桿鋼筋尺寸公差要求范圍比同規(guī)格的混凝土用熱軋帶肋鋼筋小，拉鋼軋制使得軋件出現(xiàn)頭尾肥大，中間小，軋制出的成品錨桿鋼筋的內(nèi)徑尺寸超出技術(shù)要求的公差范圍。所以連軋工藝參數(shù)的設(shè)置，特別是連軋常數(shù)要隨生產(chǎn)過程不斷的修正和調(diào)整，避免參數(shù)設(shè)置的不合理，造成張力過大的拉鋼軋制情況的發(fā)生，影響軋件的尺寸穩(wěn)定。

1.3 成品導(dǎo)衛(wèi)裝置的影響

導(dǎo)衛(wèi)裝置是型鋼軋機(jī)中不可缺少的重要部件，為了使軋件按照規(guī)定的位置、方向和所需要的狀態(tài)準(zhǔn)確地進(jìn)出孔型，如果導(dǎo)衛(wèi)裝置的設(shè)計或使用不當(dāng)，也不能軋出合格的產(chǎn)品[2]。成品架次的導(dǎo)衛(wèi)對于軋制出合格的成品鋼作用尤為重要，成品架次的導(dǎo)衛(wèi)特別是入口導(dǎo)衛(wèi)的穩(wěn)固性、抗變形能力大小，決定了軋件在軋制過程中的穩(wěn)定性，若入口導(dǎo)衛(wèi)變形嚴(yán)重，就不能很好的扶持軋件在軋槽中穩(wěn)定運(yùn)行，成品尺寸就會出現(xiàn)波動，嚴(yán)重的甚至?xí)霈F(xiàn)工藝事故或質(zhì)量事故。

1.4 工藝基礎(chǔ)條件的影響

工藝基礎(chǔ)條件的穩(wěn)定是軋鋼過程穩(wěn)定的根本，是保障產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定的重要條件。如軋輥裝配質(zhì)量不高，軋輥在軋制過程中的竄動，會導(dǎo)致成品鋼筋兩旁的尺寸波動，軋輥竄動的程度直接影響成品鋼兩旁尺寸的波動大小。另外軋機(jī)底座與軋機(jī)牌坊之間間隙過大，軋制過程中，軋機(jī)會隨著軋件移動，破壞了連軋之間的張力軋制條件，使得機(jī)架之間的秒流量處于不穩(wěn)定狀態(tài)，成品鋼筋尺寸波動加劇，產(chǎn)品質(zhì)量受到影響。

2 改進(jìn)措施

2.1 控制加熱溫度

為確保溫度均勻，加熱爐加熱時要求爐溫控制在上限，均熱段溫度不低于上限溫度80 ℃，加熱段溫度不低于上限溫度100 ℃，低于所要求溫度時及時待溫，以保證加熱質(zhì)量穩(wěn)定。制定的錨桿鋼加熱溫度標(biāo)準(zhǔn)要求見表1。

表1 MG335錨桿鋼加熱溫度標(biāo)準(zhǔn)

2.2 合理設(shè)置工藝參數(shù)

控制軋制速度，同時合理調(diào)整連軋各機(jī)架的壓下量，使當(dāng)前機(jī)架的金屬秒流量大于后續(xù)機(jī)架的金屬秒流量，形成推力軋制狀態(tài)，同時在300機(jī)組6-7#軋機(jī)之間，新安裝立式活套裝置，便于調(diào)節(jié)連軋常數(shù)的參數(shù)，減少軋件頭尾肥中間瘦的現(xiàn)象。改進(jìn)前后連軋區(qū)工藝參數(shù)設(shè)置對比見表2。

2.3 優(yōu)化成品入口導(dǎo)衛(wèi)

根據(jù)現(xiàn)場使用的導(dǎo)衛(wèi)情況重新設(shè)計成品入口導(dǎo)衛(wèi)箱體，提高強(qiáng)度，延長使用壽命，保證軋件扶正效果，避免導(dǎo)衛(wèi)變形造成質(zhì)量問題。入口導(dǎo)衛(wèi)改進(jìn)前后對比如圖1所示。

表2 連軋工藝參數(shù)設(shè)置對比

(a) 改進(jìn)前

(b) 改進(jìn)后

圖1 成品導(dǎo)衛(wèi)改進(jìn)前后對比圖

2.4 改善工藝基礎(chǔ)條件

300機(jī)組設(shè)備使用時間長，工藝基礎(chǔ)條件差，基礎(chǔ)工藝件之間磨損嚴(yán)重，為此車間制定了修復(fù)標(biāo)準(zhǔn)，利用檢修時間，對軋機(jī)牌坊、底座等進(jìn)行修復(fù)，減少軋機(jī)牌坊與底座之間關(guān)鍵磨損面的間隙，確保間隙不大于5 mm，同時對上線前的軋輥輥頭進(jìn)行緊固，防止軋輥竄動，提高軋制過程穩(wěn)定性。

3 改進(jìn)效果

措施實(shí)施以后，錨桿鋼筋的成品質(zhì)量穩(wěn)定性得到提高，成品鋼筋的尺寸，包括兩旁及上下尺寸穩(wěn)定控制在標(biāo)準(zhǔn)要求的范圍內(nèi)，300機(jī)組錨桿鋼筋成材率由原來95%提高到97%，生產(chǎn)穩(wěn)定順行，生產(chǎn)成本隨之降低，用戶對產(chǎn)品的滿意度比改進(jìn)前有大幅提高，質(zhì)量異議及賠款到目前為零，成為公司重要的創(chuàng)效品種之一。

4 結(jié)論

錨桿用熱軋帶肋鋼筋的尺寸精度要求較高，通過對生產(chǎn)過程的精益控制，合理控制加熱溫度、正確設(shè)置工藝參數(shù)、提高工藝基礎(chǔ)條件的保障能力，同時對影響產(chǎn)品質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)督，即使在工藝條件相對比較落后的機(jī)組也可以軋制出標(biāo)準(zhǔn)要求較高的錨桿鋼筋產(chǎn)品，在同類型機(jī)組中具有借鑒意義。

[1] 王廷溥, 齊克敏. 《金屬塑性加工學(xué)》[M].北京：冶金工業(yè)出版社.2000：29-30,48.

[2] 劉文, 王興珍. 《軋鋼生產(chǎn)基礎(chǔ)知識問答》[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社.2012：333-334.

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ANALYSIS AND IMPROVEMENT OF HOT ROLLED RESIN ANCHOR STEEL BARS SIZE FLUCTUATION

Qin Wei Kuang Zuguo

(Anyang Iron and Steel Stock Co.，Ltd)

In view of continuous dimensional fluctuation of the hot rolled resin anchor steel bars during the production in 300 semicontinuous rolling mill of Anyang Steel, corresponding improvement measures are put forward based on the analysis of heating temperature, process parameter setting, product guide device and process condition, so that significant results is achieved. The products from both the dimension precision or reinforced flatness have been greatly improved, and steel anchor actual yield also increased from 95% to 97%.

anchor steel dimensional fluctuation corresponding improvement measures

?,助理工程師,河南.安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司第一軋鋼廠；

2015-8-22